幻想一下：假如你驱车以每小时75英里的速度在高速公路上疾驰，一边驾驭着2006才购买的新车，一边赏识着SteveMiller的GreatestHits乐曲。突然间，引擎办理体系或安稳操控体系失效。假如呈现这一幕，您不只是或许会遭受严峻或或许是丧命的事故，而且车厂也或许被毁誉一旦，假定相似状况不止你一个的话。
跟着轿车从纯机械设备向现代高度集成的线控驾驭轿车电子体系开展，规划工程现在面临越来越多的应战。它们有必要继续把杂乱的电子设备添加到每一个后续车型年，与此同时，依然要坚持高规范的质量和牢靠性，并满意严厉的低本钱和大批量出产的要求。
传统上，这些开发商一向选用微操控器（MCU）、ASIC和硕大的线束来完成和操控这些体系并扩展每一代轿车的功用。现在，这些技能现已逼近了它们的极限，并因杂乱性呈指数添加而引发了对牢靠性问题的重视。为了处理这些问题，许多规划工程师正在转向选用FPGA作为下一代轿车电子规划的灵敏和低本钱的处理计划。
太空射线引发的毛病
为了保证现代轿车中各种体系的功用作业正常，有必要对元器材提出牢靠性数据的要求。虽然人们把握元器材牢靠性的大部分原理，可是，在挑选可编程逻辑器材如FPGA的过程中，要把一些共同的问题归入应该考虑的要素。
明确地说，技能决策人要预见到将影响可编程逻辑体系的毛病源。虽然来自太空（宇宙射线）的中子炮击的概念听起来就像蹦出StarTrek的插曲，中子导致的过错实际上对许多类型的电子设备都有损害。
中子导致的固件过错（firmerror）现已从一件麻烦事变为重大问题。例如，假如中子导致依据SRAM（依据静态）的FPGA的（以下简称：SRAMFPGA）装备单元被打乱，就或许导致功用损失。假如呈现这种状况，它就或许形成主体系异常。展望未来，这种问题将更为严峻，因为将来的深亚微米制作工艺将继续为依据FPGA的轿车电子体系的规划工程师带来实实在在的应战。
在集成电路内部由中子形成的单事情打乱（SEU）或许在各种类型非易失性存储单元中都会呈现。上述SRAMFPGA选用内部存储单元来坚持FPGA的装备状况或（特性）。这些存储器单元面临更为严峻的牢靠性要挟。当内容被改动的时分，它被称为“软过错”，因为是数据过错，而功用不受影响。虽然该器材能够选用校对数据成功地从头写入，对SRAM数据和寄存器能够别离选用EDAC（过错检测和校对）或TMR（地道磁阻）。软过错或许导致数据丢掉或“体系呈现意外毛病”。
假如SRAMFPGA装备存储器单元遭到损坏，那就称为“固件过错”，因为这些过错不易检测或校对而且本质上不是瞬时现象。一旦在FPGA中呈现固件过错，有必要选用初始装备对该器材进行从头载入。在一些状况下，有必要从头上电以铲除毛病，然后，从头装备。
这些装备单元中，只需有一个遭受中子导致的SEU，结果都是严峻的。假如装备为被打乱并改动状况，它或许会改动整个器材的功用，导致重大数据溃散或向体系中的其它电路发送虚伪的信号。在极点状况下，假如固件过错长时刻未被检测到其存在，那么，就能变成“硬毛病（harderrors）”并对器材自身或包括该器材的体系形成损坏。这类问题的常见比如是：中子导致的稳毛病把信号导向过错的途径，然后形成短路。
关于选用SRAMFPGA的、履行重要任务的轿车电子使用体系，中子导致的过错有着重要的影响。现有的检测技能，每隔必定距离读回FPGA的装备，对防止体系内的过错毫无协助。
此外，能够检测受损坏装备的读回电路自身就易于遭受SEU或损坏。进一步说，在查看轿车体系抗中子导致的过错中，跟着易受影响的FPGA技能的广泛使用，人们要求把立异的质量认证体系添加到AEC-Q100规范之中，以弥补JEDEC规范89的缺乏。当时检测和校对FPGA固件过错的计划添加了体系规划的额定杂乱性，并添加了电路板的巨细和物料的本钱，然后添加了发现中子导致的过错的“本钱”。
中子导致的固件过错或许对整个体系按时刻核算的毛病（FIT）率影响很大。因为难以检测和简直不或许确诊，柔和稳毛病或许引发保护和服务问题，然后有或许形成担保费用攀升。在三种干流FPGA技能—反熔丝、闪存和SRAM—之中，只要反熔丝和闪存免受抗中子导致的软过错和固件过错的影响。
实例：具有SRAMFPGA的轿车体系
本例剖析一个安装在驾驭室内地板中的体系。中子射线密度以Denver核算，元素钴放置在5000英尺的高处，用SpaceRad4.5（一种广泛使用的辐射效应猜测软件程序）东西丈量。依据已出书的关于0.22umSRAMFPGA的辐射数据，每天每1百万门FPGA的猜测打乱率为1.05E-4。
假如供货商在乘员传感器和气袋操控模块中布置1百万门SRAMFPGA，把每天每1百万门器材为1.054E-4的打乱率乘以每天每体系为模仿4.38E-06的打乱率或4375FIT。这意味着，假如同一供货商在50万辆车中选用依据1百万门SRAMFPGA的安全体系，把打乱数1.05E-4乘以路上的车辆/体系的数量，就得到一切车辆每天有52.5的总打乱数（假定车辆做恒速作业）。
这就相当于每27.4分钟呈现一次打乱。即便关于每天两小时的中等车辆使用率，依然有每天两次打乱。因为这些都是稳毛病，它们都将继续下去，直到SRAMFPGA被二次加载（一般要从头上电或逼迫装备）。
在现在的半导体技能中，器材中的软过错现已遭到高度重视。跟着器材尺度继续缩小，人们广泛以为这些软过错将成为主要问题。这些过错或许常常极大地下降体系的可用性。为了把体系的可用性坚持在能够承受的水平，人们强烈要求防止呈现软过错。
未来要做的作业
当挑选FPGA的时分，至关重要的是点评每一种可编程架构一切权的总本钱，并辨认具有本质上牢靠的内核技能的供货商，不要选用为等级低次要求使用而规划的二等质量的商用产品。
关于选用SRAMFPGA的规划工程师来说，有必要完成检测和校对装备过错的电路，虽然这会添加体系本钱和杂乱性。此外，辐射测试数据标明，反融丝和依据闪存的FPGA不易于呈现因中子导致的打乱而形成的装备丢掉。这使它们特别适用于牢靠性要求高的使用。
现在，幻想以下略微不同的外景：你以每小时75英里的速度驾驭着新的2006车型在高速公路奔跑，耳畔聆听着美丽的SteveMiller的GreatestHits乐曲。因为对引擎办理体系中选用的依据非易失性闪存的FPGA充满信心，你推杆加快狂飙，体会着极速带来的高兴，享受着舒适和无毛病的游览。
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